Solar Magnetohydrodynamics (Geophysics and Astrophysics Monographs) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Springer

作者:E.R. Priest

出品人:

页数:500

译者:

出版时间:1984-07-31

价格:USD 299.00

装帧:Paperback

isbn号码:9789027718334

丛书系列:

图书标签:

• Solar Physics
• Magnetohydrodynamics
• Plasma Physics
• Astrophysics
• Geophysics
• Solar Wind
• Space Weather
• Solar Flares
• Coronal Mass Ejections
• Sun

空间物理学前沿探索：太阳系等离子体动力学与星际介质相互作用 本书聚焦于太阳系边界之外，广阔的星际空间中的等离子体物理过程及其对太阳系演化的深远影响。 本书的深度分析和前沿研究，旨在为高能天体物理、空间天气预报以及行星际介质的结构研究提供坚实的理论基础和创新的观测视角。全书内容组织严谨，从基础的磁流体力学（MHD）在稀薄、高导电性介质中的应用出发，逐步深入到复杂的湍流输运、磁重联现象，以及它们在星系尺度上对宇宙射线传播和物质循环的调控作用。 第一部分：星际介质的动力学基础与结构 第一章：星际介质的构成与宏观性质 本章详尽探讨了星际介质（ISM）的物理状态，包括其不同相态——冷、温、热等离子体——的密度、温度和电离度分布。我们首先回顾了电离气体动力学的基本方程组，重点分析了磁场在低密度、高阿尔芬速度环境中的主导作用。内容涵盖了星际磁场的起源、演化及其对局部结构的约束机制。深入讨论了星际中性原子和离子与磁场之间的耦合程度，以及如何利用快速射电暴（FRBs）的色散和法拉第旋转效应来推断星际介质的电子密度和磁场强度。 第二章：星际磁场结构与拓扑 本章专注于解析星际磁场的空间结构。通过对近邻星际云（Local Interstellar Cloud, LIC）和流（Local Interstellar Flow, LIF）的观测分析，我们描绘了太阳系外围磁场的三维拓扑结构。详细阐述了星际磁场如何被银河系旋臂的密度波扭曲，以及局部磁场在星际磁云（Interstellar Magnetic Clouds）中的嵌入和维持机制。重要的讨论点包括磁力线弯曲的谱学证据，以及磁场在局部星际介质中如何通过磁流体力学不稳定性（如磁浮力不稳定性）进行重构和放大。 第三章：星际湍流的谱学分析与能量级联 星际介质中普遍存在的磁化湍流是理解物质和能量传输的关键。本章从理论和观测两个层面研究了各向异性磁化湍流的特征。我们详细介绍了磁化等离子体中的快磁声波（Fast Magnetosonic Waves）和慢磁声波（Slow Magnetosonic Waves），以及它们在湍流中的能量分配。利用射电望远镜阵列对脉冲星信号的时域和频域观测，本章分析了湍流引起的信号闪烁和色散，并据此推断了星际湍流的幂律谱指数和特征尺度的分布。重点区分了惯性尺度以下的离子和电子尺度的湍流耗散机制。 第二部分：星系尺度上的等离子体输运与辐射过程 第四章：宇宙射线在星际介质中的传播与调制 宇宙射线（CRs）的起源和在银河系内的传播路径是高能天体物理的核心问题。本章深入探讨了梯度驱动的磁化等离子体中的宇宙射线输运方程，特别是磁漂移机制在不同能级宇宙射线中的相对重要性。详细分析了宇宙射线对星际介质的反馈效应，包括对离子化的影响和对湍流的激发。章节最后评估了银河系磁场结构对高能宇宙射线各向异性的调制，并结合探测器数据讨论了局部低能宇宙射线的“屏蔽”模型。 第五章：星际介质中的磁重联与能量释放 磁重联是磁场拓扑结构改变和磁能快速释放的基本过程。虽然太阳风中有大量研究，本章将焦点转移至星际尺度上磁重联的驱动机制，例如星际磁云之间的碰撞或与银河系磁场线的交切。我们探讨了甜甜圈模型（Sweet-Parker Model）的局限性，并引入电子尺度上的非MHD效应（如电子惯性效应和霍尔效应）在加速机制中的作用。通过对特定区域的非热辐射谱的分析，推断了星际介质中重联事件的发生频率和释放的能量规模。 第六章：星际介质与星系际介质的边界效应 本书的最后一部分关注星际介质与更广阔的星系际介质（IGM）之间的相互作用区域。重点分析了超新星激波（Supernova Remnants, SNRs）在星际介质中的传播和演化，及其产生的激波对周围星际物质的加热、压缩和加速作用。讨论了激波前端的磁场放大机制，以及这些放大磁场如何影响激波加速的粒子（见第四章）的最终能谱。同时，本章还考察了星际风（Interstellar Wind）对星系外围的物质输入和输出的影响，以及这些边界过程如何影响局部星际云的寿命和运动学。 --- 本书的价值与目标读者： 本书为天体物理学、空间科学、等离子体物理学领域的研究人员、博士后及高年级研究生提供了深入、系统的理论框架和最新的研究进展。它特别适合那些希望从行星际尺度过渡到星系尺度，理解磁场在稀疏、高导电性介质中扮演的关键角色的读者。通过严谨的数学推导和对前沿观测数据的整合分析，本书旨在推动对我们所处的银河系环境动力学的认识，并为未来空间探测器任务的设计提供关键的背景知识。本书强调非热过程和磁场拓扑对能量和物质循环的决定性影响，是理解宇宙等离子体行为不可或缺的参考书。

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我花了好几个星期的时间，才大致消化了前几章的内容，这绝对不是一本可以“速读”的书籍，它更像是一场需要投入心神的智力马拉松。作者的论证过程严谨得令人发指，每一个结论的得出都建立在坚实的第一性原理之上，这使得全书的内部逻辑链条几乎无懈可击。我尤其佩服作者在处理那些高度不确定的观测数据时所展现出的审慎态度，他从不轻易下断言，而是将不同的解释可能性并列呈现，辅以各自的数学框架，让读者自己去权衡和判断。这种“授人以渔”的写作手法，远比直接给出标准答案更具启发性。我常常在读到一个关键的数学证明时停下来，拿起笔在旁边的笔记本上重新演算一遍，这种亲手“重建”理论体系的过程，极大地加深了我对这门学问的理解深度。这本书，真正做到了将前沿研究的“前沿性”与经典教材的“严谨性”完美结合。

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从一个纯粹的“知识消费者”角度来看，这本书的阅读体验是极为充实的，但同时也略带挑战性。作者似乎有一种将看似不相关的概念巧妙地编织在一起的魔力。比如，他能在讨论一个微观尺度的等离子体不稳定性时，突然跳跃到宏观尺度的星系尺度磁场重联过程，并在随后优雅地展示出两者在数学形式上的惊人相似性。这种跨尺度的统一性视角，极大地拓宽了我对整个物理现象普适性的认识。我发现自己不再局限于孤立地看待问题，而是开始尝试用更宏大的框架去审视那些原本似乎互不关联的物理现象。虽然阅读速度不快，但每一次的认知提升都是质的飞跃，这使得我愿意投入更多的时间去研读，因为它带来的思维上的“震动”是其他轻松读物无法比拟的。

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这部书的装帧实在是太精美了，硬壳包裹着厚实的纸张，每一页的触感都带着一种沉甸甸的学术重量感。我把它放在书架上，它就像一个沉默的巨人，散发着知识的威严。内页的排版设计也十分考究，图表和公式的布局逻辑清晰，即使是那些极其复杂的数学推导，也能因为版式的合理安排而显得不那么令人望而生畏。我特别欣赏作者在引入新概念时所采用的那种循序渐进的方式，就像一位耐心的导师，总能在我即将迷失在复杂的符号海洋中时，及时伸出援手，用精炼的语言点拨关键。当然，作为一本前沿的专业著作，它自然不会回避那些尖端的理论模型，但即便是面对那些需要深厚背景才能理解的部分，作者也尽可能地提供了充足的背景回顾，这对于我们这些并非科班出身、但对该领域抱有浓厚兴趣的“跨界”读者来说，简直是莫大的福音。每次翻阅，都能从中汲取到新的力量，去探索那宏大而迷人的宇宙深处隐藏的物理规律。

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坦率地说，这本书的阅读体验是相当“硬核”的，它毫不留情地要求读者具备扎实的数学物理基础。我不得不承认，在某些涉及高维张量分析和非线性偏微分方程的章节，我不得不频繁地查阅辅助参考书，才能跟上作者的思路。这或许会让初学者感到挫败，但对于已经有一定积累的研究人员来说，这恰恰是它的价值所在——它为你提供了直面当前研究瓶颈所需的全部工具。作者对计算模拟结果的呈现也十分到位，那些精心绘制的流场图和能量谱密度图，不仅美观，更蕴含着丰富的物理信息，它们仿佛在无声地诉说着那些在太空中持续上演的剧烈运动。这本书无疑为我们这些在特定领域深耕的学者，提供了一个极其可靠的知识基石和持续探索的灵感源泉。

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这本书给我的最大感受是其广度和深度并存的叙事风格。它不仅仅停留在理论推导的层面，而是巧妙地将理论与实际观测数据紧密结合起来，形成了一个完整的知识闭环。例如，书中对某一特定磁场结构的描述，后面紧接着就会引用来自实际太空探测器的数据作为佐证，这种理论与实践的无缝衔接，极大地增强了阅读的代入感。我记得有一次在阅读关于波动力学传播的章节时，作者竟然引用了二十多年前一个非常小众的实验报告的数据来验证其模型的长期稳定性，这种对文献的深厚掌握和尊重历史的态度，让人肃然起敬。这不仅仅是一本教科书，更像是一部凝结了数十年科研经验的“武功秘籍”，每一个细节都值得反复推敲和品味。

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